Gemeinsame Forschungsstudie kombiniert fortschrittliche Methoden
Forschende um Dr. Guinevere Mathies vom Fachbereich Chemie der Universität Konstanz und Prof. Dr. Denis Gebauer vom Institut für Anorganische Chemie der Leibniz Universität Hannover setzten in einer Zusammenarbeit auf ihre gebündelte Expertise: Sie widmeten sich gemeinsam der Frage, wie amorphes Calciumcarbonat (ACC) gebildet wird. Solche nicht-kristallinen Zwischenprodukte sind wichtig für die Biomineralisation; ein allseits bekanntes Beispiel ist das schillernde Perlmutt, ein Kompositmaterial aus kristallinen Calciumcarbonatplättchen und Biopolymeren. Die jetzt in ihrer Studie veröffentlichten Ergebnisse könnten neue Ansätze für die Materialentwicklung liefern, wobei ACC — überraschenderweise — künftig sogar für elektrochemische Bauteile verwendet werden könnte.
Entstehungsmechanismus von amorphem Calciumcarbonat (ACC) entschlüsselt
In der Arbeitsgruppe Festkörper- und Materialanalytik von Prof. Dr. Denis Gebauer konnte Dr. Maxim Gindele erstmals zeigen, dass ACC elektrischen Strom leitet – eine vollkommen unerwartete Beobachtung, da Calciumcarbonat an sich ein Isolator ist. Die Forschungsteams fanden zwei chemisch unterschiedliche Umgebungen von Wassermolekülen in amorphem Calciumcarbonat, die ein Überbleibsel seiner Entstehungsgeschichte als Kolloid sind. Die mobilere Umgebung bildet ein Netzwerk innerhalb des amorphen Calciumcarbonats, in dem sich Ladungsträger bewegen können, was dessen Leitfähigkeit erklärt.
- Details zur Studie: Newsmeldung der Universität Konstanz, „Mechanismus der Biomineralisation enthüllt“
- Originalpublikation: M.B. Gindele, S. Vinod-Kumar, J. Rochau, D. Boemke, E. Gross, V. SubbaRao Redrouthu, D. Gebauer and G. Mathies (2024) Colloidal pathways of amorphous calcium carbonate formation lead to distinct water environments and conductivity. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-023-44381-x
